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físicaestadística

berkeley physics course - volumen

TALLERESESTUDIANTILES

CIENCIAS

UNAM

SEGUNDA EDICIÓN

Ediciónimpresa: Reverté

Edicióndigital:

Educación

para todos

Educación

para todosEducación para todos no es un proyecto lucrativo,

sino un esfuerzo colectivo de estudiantes y profesores dela UNAM para facilitar el acceso a los materiales necesarios para

la educación de la mayor cantidad de gente posible.Pensamos editar en formato digital libros que por su alto costo, obien porque ya no se consiguen en bibliotecas y librerías, no son

accesibles para todos.

Invitamos a todos los interesados en participar en esteproyecto a sugerir títulos, a prestarnos los textos para sudigitalización y a ayudarnos en toda la labor técnica que

implica su reproducción. El nuestro, es un proyecto colectivoa la participación de cualquier persona y todas las

colaboraciones son bienvenidas.

Nos encuentras en los Talleres Estudiantiles de la Facultad deCiencias y puedes ponerte en contacto con nosotros a la

siguiente dirección de correo electrónico:

eduktodos@gmail.comhttp://eduktodos.org.mx

abierto

Indice analítico Prólogo al Berkeley Physics Course, v Prólogo al volumen V , vi1

Agradecimiento, XI

Notas al programa, xiri

Cupitulo 1 Notas características de los sistemas macroscópicos

Fluctuaciones en el equilibrio, 5 Irreversibilidad y tendencia al equilibrio, 16 Otros ejemplos, 29 Propiedades de la siuación de equilibrio, 32 Calor y temperatura, 36 Magnitudes típicas, 41 Problemas importantes de la física macroscópica, 47 Resumen de definiciones, 53 Sugerencias para lecturas suplementarias, 54 Problemas, 54

Capitulo 2 Conceptos básicos de probabilidad

Conjuntos estadísticos, 60 Relaciones elementales entre probabilidades, 68 Distribución binómica, 7 1 Valores medios, 80 Cálculo de los valores medios para un sistema de spines, 85 Distribuciones continuas de probabilidad, 92 Resumen de definiciones, 97 Relaciones importantes, 97 Sugerencias para lecturas suplementarias, 98 Problemas, 98

Capítulo 3 Descripción estadística de los sistemas de partículas

Especificación del estado de un sistema, 107 Conjunto estadístico, 1 14 Postulados estadísticos, 1 1 7 Cálculos de probabilidad, 123 Número de estados accesibles a un estado macroscópico, 126 Ligaduras, equilibrio e irreversibilidad, 1 32 Interacción entre sistemas, 137 Resumen de definiciones, 143 Relaciones importantes, 144 Sugerencias para lecturas suplementarias, 144 Problemas, 145

X X índice analítico

Capítulo 4 lnteracción térmica

Distribución de energía entre sistemas macroscópicos, 152 Tendencia al equilibrio térmico, 158 Temperatura, 159 Transferencia pequeña de calor, 166 Sistema en contacto con un foco térmico, 168 Paramagnetismo, 174 Energía media de un gas ideal, 177 Presión media de un gas ideal, 183 Resumen de definiciones, 187 Relaciones importantes, 188 Sugerencias para lecturas suplementarias. 188 Problemas, 189

Capítulo 5 Teoría microscópica y medidas macroscópicas

Determinación de la temperatura absoluta, 204 Temperaturas absolutas altas y bajas, 208 Trabajo, energía interna y calor, 212 Capacidad térmica, 2 19 Entropía, 222 Parámetros intensivos y extensivos, 225 Resumen de definiciones, 226 Relaciones importantes, 226 Sugerencias para lecturas suplementarias, 227 Problemas, 227

Capítulo 6 La distribución canónica según la aproximación clásica

La aproximación clásica, 236 Distribución de velocidades de Maxwell, 244 Discusión sobre la distribución de Maxwell, 248 Efusión y haces moleculares, 254 Teorema de la equipartición, 260 Aplicaciones del teorema de la equipartición, 262 Calor específico de sólidos, 265 Resumen de definiciones, 270 Relaciones importantes, 27 1 Sugerencias para lecturas suplementarias, 271 Problemas, 27 1

Capítulo 7 lnteracción termodinámica general

Dependencia del número de estados con los parámetros externos, 280 Relaciones generales válidas en el equilibrio, 286 Aplicaciones a un gas ideal, 291 Postulados básicos de la termodinámica estadística, 296 Condiciones de equilibrio, 300

f ndice analítico XXI

7.6 Equilibrio entre fases, 307 7.7 Transformación de desorden a orden, 314

Resumen de definiciones, 322 Relaciones importantes, 323 Sugerencias para lecturas suplementarias, 323 Problemas. 323

Capítulo 8 Teoría cinética elemental de los procesos de transporte

8.1 Recorrido libre medio, 333 8.2 Viscosidad y transporte de cantidad de movimiento, 8.3 Conductividad térmica y transporte de energía, 346 8.4 Autodifusión y transporte de moléculas, 350 8.5 Conductividad eléctrica y transporte de carga, 354

Resumen de definiciones, 358 Relaciones importantes, 358 Sugerencias para lecturas suplementarias, 358 Problemas, 359

Apéndice

A . l Distribución de Gauss, 366 A.2 Distribución de Poisson, 371 A.3 Valores de las fluctuaciones de energía, 373 A.4 Impactos moleculares y presión de un gas, 376

Notas matemáticas

M.l La notación de suma, 380 M.2 Suma de una progresión o serie geométrica, 380 M.3 Derivada de ln n! para "valores grandes de n, 381 M.4 Valor de In n! para valores grandes de n, 382 M.5 La desigualdad In x 5 x - 1, 383

M.6 Cálculo de la integral j m e-"?dx, 383 - 00

M.7 Cálculo de las integrales de la forma 00

Problemas suplement~rios, 388 Símbolos matemúticos, 39 1 Alfabeto griego, 393 Constantes numéricas, 395 Soluciones a los problemas, 397 fndice alfabético, 407